各国工业互联网架构大比拼，谁才是真正赢家？ - 工控网

工业互联网或工业物联网已基本用于美国和欧洲，通常是指互联网的核心技术，即计算和通信网络技术，在工业系统中得到更广泛、更深入的应用，即工业系统的综合信息化。

就我个人而言，我更喜欢工业互联网这个词，它涵盖的范围更广，包括实体（即传感器、执行和控制设备、产品和设备等）、信息系统、业务流程和人员不会过分强调物理对象。虽然目前对物理连接非常重要，但几年后，物理连接将成为系统的正常组成部分，其特殊性将降低。

美国制造业创新中心的发展

在美国，奥巴马总统为了振兴美国制造业，在第一任期内开始了一系列政策措施。最显著的结果是美国制造业创新中心在第二任期内启动（Manufacturing USA）通过公共机构与私营企业合作伙伴（Public－Private Partnership）建立了一系列制造创新研究所的机制（Manufacturing Innovation Institute），形成一个分布在全国各地的网络。

政府为每个研究所提供5000万到1000万的总数．1亿美元之间的资金周期为5年；其他50％上述资金由企业和其他非政府来源提供。这些创新研究所旨在孵化新兴产业的创新，促进技术转型，支持应用前景产品和服务的早期研发，促进新产品尽快进入市场；同时，重点培训制造业劳动力和技术人才。

每个创新研究所都有专门而具体的课题，专注于一些潜在的关键制造技术，综合起来，覆盖面相当广，目前包括先进材料(新纤维及纺织、复合、轻、先进碳化硅及氮化镓半导体材料)、先进的工艺和技术(集成光子设备、添加制造、宽带间隙（WBG）半导体电力装置、柔性混合电路板、生物制药、细胞组织生物制造、模块化化化学工艺强化工程)、先进设备(先进机器人)、节能减耗技术(净能制造，减少反映能源和碳排放)和信息制造。狭义的智能制造——即制造业的信息化，在现有的14个研究所中只占14个．5(信息制造和能耗优化)。

由于市场经济的概念在美国根深蒂固，政府在技术和商业方面的影响相当有限，很难直接和实际地干预（除了税收法规的调整）。例如，美国制造业创新中心在2016年年度报告中指出，其工作重点是缩短从大学和科研机构到工厂车间的技术发明距离。联邦政府的作用仅限于在美国制造业面临的关键机遇上创造以企业为主导的应用研究合作空间。

这些创新研究所的成果将有助于促进美国制造业的发展，但这些项目的运营周期为5－七年后，其影响力将在几年内得到有效评估。总的来说，可以预测，在工业互联网和智能制造方面，美国将一如既往地通过不断探索和实践新技术和新商业模式，通过实现企业自身的商业价值和市场竞争来实现创新企业，特别是新企业。

制造企业的信息化过程

对于制造企业的信息化过程，简单来说，完善各业务和生产环节的信息化是第一步，比如以EPR为主线的价值链各个环节，部署和使用以PLM为主的产品链各个环节的相应工业软件，在这两个链交叉点的生产环境中实施MES，这些都是基础。

第二步是连接这些链接的信息模块（特殊工业软件），逐步实现价值链和产品链中流程的自动化，收集生产各个链接的数据。

同时，作为连接设备、收集生产过程中设备运行和产品数据的第三步，通过数据分析优化生产过程。第四步，在收集了足够的产品、设备、生产和业务流程的数据后，可以进行不同周期、跨越生产和业务环节的综合大数据分析，识别和消除效率和绩效瓶颈，宏观优化整个生产和业务流程。

最后第五步，通过生态系统企业之间的信息系统互联，实现企业之间的业务和生产协调，将优化类别扩展到生态系统，连接客户部署的产品，通过产品生命周期管理实现服务延伸，为企业业务转型发展机遇。

这些步骤可以作为制造企业信息化总体路线的基本参考，但没有必要一步一步地实施。首先，企业信息化和智能化的战略愿景应该根据每个企业独特的核心价值需求来制定。在具体实施中，以战略愿景为指导，以业务价值为驱动，以先进技术为手段，以当务之急的业务问题为突破口，通过从小到大、从简单到复杂的迭代发展过程实现价值和战略愿景。

美国企业在数字化转型中的战略

美国企业越来越重视行业数字化，尤其是华尔街分析师开始询问上市公司首席执行官的工业互联网或数字策略后。美国企业信息化程度参差不齐，国防、航天、大型高价值设备制造商信息化相对完善，汽车及其零部件等高流量产品制造商信息化相对完善，但其他企业，特别是一些低流量工程产品制造商信息化仍在发展过程中。一些信息化起步较早的企业面临着一些非常不同的挑战，比如如何规范企业内各种类型但供应商不同的工业软件，或者如何更新部署多年但仍在大型机器上运行的旧工业软件。

不同的企业有不同的数字策略。像通用电气和卡特彼勒这样的企业，他们结合深厚的工业知识和数字化，充分利用新设备的数字化和连接，为客户提供设备维护，促进商业模式的转型，从销售设备到销售服务，最终到销售结果，在这些过程中不断增加软件在其产品整体价值结构中的比例，即越来越多的软件创造价值。一些这样的企业，如通用电气，通过工业互联网平台进一步向其他工业客户提供他们的能力和经验，从而成为工业软件服务平台的提供商。

其他更多的企业，在悄悄增强和改进企业内部信息，优化业务流程，提高设备使用效率，降低成本（如预测维护）的同时，非常重视如何利用产品连接，收集数据，为客户提供更多更好的服务，为客户创造更高的价值，也为企业开发新的营业收入。

最近的一些调查报告显示，绝大多数美国制造企业高度重视并大力推进工业互联网技术对生产资源和流程的数字化转型，从而实现优化。

超过四分之三的企业已经部署了一定的工业互联网解决方案，其中98％这意味着这些部署对企业来说是重要的或非常重要的。而那些还没有部署的，超过85％计划在一年内开始部署。

另一方面，GE作为工业互联网的先驱，最近在市场上表现不佳，引起了一些业内人士的关注，担心这是否是工业互联网的挫折。我个人的观点是，工业互联网的基本概念、方向和路径符合技术发展趋势和业务价值的需要。

在我看来，通用电气的市场表现主要与业务运营和市场增长有关。几年前，通用电气对其结构的改造旨在成为一家更纯粹的工业企业，专注于具有高增长潜力的行业，包括数字化，并进行了大量投资，但这些投资需要一定的时间才能产生相应的效益，不可能立即提供足够的经济回报。工业互联网或工业数字化刚刚起步，过程需要很长时间。

国内外结构的异同和重点

目前，IIRA是美国工业互联网的国际参考架构、德国工业4.0参考架构模型RAMI4．0、以及日本工业价值链计划IVI等。中国还有工业互联网产业联盟的工业互联网系统架构(版本1．0）》。

虽然这些工业信息化的参考结构在起点、思维角度和应用领域存在差异，但它们都分享了实现行业综合信息化的核心理念和技术基础。

IIRA注重跨行业的通用性和可操作性，提供一套方法论和模型，以业务价值推动系统设计，以数据分析为核心，推动工业网络系统从设备到业务信息系统的全面优化。

RAMI4．0深入关注制造过程和价值链的生命周期，为其建立了一个相对完整的三维模型。该模型对制造环境中不同环节单元的功能分析、相互操作需求的识别以及相应标准的制定和采用都非常有价值。

更值得注意的是，与之相关的工业4．零部件模型为所有资产提供统一的CPS模型，包括数字部件、设备、生产线、车间、工厂，甚至信息系统，描述其功能、性能和状态，并从通信协议、句法和语义为它们之间的交互提供统一的界面。其广泛的实施将在促进各制造环境系统的全面连接方面发挥非常重要的作用。

最近发布的IVI，从制造业一直追求的质量、成本和效率(产出)的传统要素和环保要求的管理角度，结合资产(人、流程、产品、工厂)的角度和生产环境中的运营流程(计划、执行、检验和响应)，细分了智能制造单元，优化了生产过程中的信息化，进而提出了智能制造的整体功能模块架构。分析不同层次的知识(设备、车间、部门和企业)／工程流程(相当于产品链)和供应流程(相当于价值链)各个环节的具体功能构成相当独特。

中国工业互联网产业联盟年初发布的《工业互联网体系结构》(版本1．0)以网络、数据和安全为工业互联网系统架构的三个核心系统，深入分析了其现状和发展趋势，特别是制造业，并提出了实施建议。

该系统架构还对工业互联网支持的应用进行了分类和分析。从工业到互联网的角度，分为企业智能生产、企业间网络协作、企业与用户之间的个性化定制、企业与产品之间的服务扩展四类。这些都对工业互联网的发展起着指导作用。

最近，美国工业互联网联盟和德国工业4．该机构共同发布了IIRA和RAMI4．0对接分析的白皮书指出，IIRA和RAMI4．0在概念、方法和模型上有许多相互对应和相似之处，而差异是非常互补的，可以互相学习。

这一结论在减少多种结构的存在带来的不确定性方面发挥了良好的作用。我相信这个结论适用于这些结构之间。因此，在这方面加强国际合作将有利于国内外工业互联网和智能制造的发展。

广州鲁邦通物联网科技股份有限公司成立于2010年，致力为行业客户提供软硬件结合的5G+工业互联网平台解决方案，通过设备物联、机器人乘梯、设备售后管理系统、电梯物联网等产品和服务，助力电梯及特种设备、医疗设备、机器人、环保设备、环卫设备、电力设备和水务设备等工业客户进行后市场服务的数字化转型，降本增效，开启利润增长的第二曲线。